2007 年第四屆國際國中科學奧林匹亞競賽—理論試題 - 國立臺灣師大 ...

科 學 教 育 月 刊 第 305 期 中 華 民 國 九 十 六 年 十 二 月
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h(cm)
0.8
0.6
0.4
0.2
t (s)
1000 2000 3000 4000 5000
圖 I-3
I-4 (2.5 分 ) 承 I-3, 畫 出 一 蛋 白 質 分 子 所 受 水 平 方 向 所 有 作 用 力 的 力 圖 , 並 且 計 算 一 個 蛋
白 質 分 子 的 質 量 。 答 案 以 原 子 質 量 單 位 u 表 示 ,1u = 1.66×10 -27 kg。 假 設 蛋 白 質 分
子 可 視 為 半 徑 R = 2.5×10 -6 m 球 體 , 且 蛋 白 質 分 子 在 水 中 的 C 值 為 4.0×10 -5 (SI 單 位 )。
( 提 示 : 此 題 中 離 心 力 的 作 用 相 當 於 重 力 , 且 比 重 力 強 很 多 。)
I-5 在 不 同 的 pH 環 境 中 , 蛋 白 質 分 子 會 帶 不 同 的 淨 電 量 , 如 圖 I-4 所 示 。 圖 中 的 等 電 點
(pI) 為 蛋 白 質 分 子 不 帶 電 時 的 pH 值 。 考 慮 三 個 蛋 白 質 分 子 , 分 別 標 示 為 D、E 和 F。
三 者 的 分 子 質 量 分 別 為 60000u、88000u 和 160000u;pI 值 分 別 為 5.2、6.7 和 9.2。
假 設 三 者 的 pH 值 與 所 帶 淨 電 量 關 係 圖 , 具 有 相 同 的 斜 率 。 現 將 一 滴 含 有 D、E、F、
和 中 性 分 子 ( 標 示 為 N) 的 水 溶 液 , 置 入 裝 有 pH=8.3 水 溶 液 的 毛 細 管 中 心 處 , 如 圖 I-5
的 上 圖 所 示 。 在 毛 細 管 兩 端 的 電 極 加 大 小 相 同 但 符 號 相 反 的 電 壓 , 液 滴 和 溶 液 皆 以
等 速 度 移 動 ( 溶 液 因 與 管 壁 作 用 而 移 動 )。 經 一 段 時 間 t 0 , 置 入 的 1 滴 點 , 發 展 成 4 滴
點 , 分 別 標 示 為 1、2、3 和 4, 如 圖 I-5 的 下 圖 所 示 。 各 滴 點 所 對 應 的 移 動 距 離 分 別
以 d i 表 示 ,i 為 1、2、3 或 4。 忽 略 擴 散 和 邊 界 的 影 響 , 也 忽 略 蛋 白 質 分 子 和 中 性 分
子 之 間 的 交 互 作 用 。 假 設 這 些 蛋 白 質 分 子 有 相 同 的 C 值 , 且 可 視 為 密 度 相 同 的 球 體 ,
回 答 下 列 問 題 :
I-5-A (1.2 分 ) 令 蛋 白 質 分 子 D、E、 和 F 在 溶 液 中 所 帶 的 電 量 分 別 為 Q D , Q E 與 Q F 。
將 Q D , Q E , Q F 與 0( 零 電 荷 ) 依 數 值 自 大 至 小 的 順 序 排 列 。
I-5-B (2.0 分 ) 分 別 指 認 出 圖 I-5 中 的 各 滴 點 為 何 種 蛋 白 質 分 子 , 也 就 是 將 1、2、3
和 4 與 D、E、F 和 N 配 對 。
I-5-C (0.8 分 ) 以 t 0 和 d i 表 示 溶 液 的 平 均 流 速 。
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